日本“富嶽”在四項超級計算機世界排名中實現“三連冠”
日本的“富嶽”(富士山的別稱)在超級計算機“TOP500”、“HPCG”、“HPL-AI”、“Graph500”榜單中連續三期排名世界第一。超級計算機(Supercomputer)通常是體量巨大、造價高昂的設備。
擁有數以萬計的處理器,旨在執行專業性強、計算密集型的任務,可完成極端尺度的宇宙模擬、為藥物反應預測尋找新途徑、發現可用於製造高效有機太陽能電池的新材料等任務,應用於人工智能、生物醫藥和智慧城市建設等多個領域。
“TOP500”、“HPCG”、“HPL-AI”、“Graph500”都是用來判斷超級計算機性能的評價指標,每年更新兩次(6月與11月)。但沒有一個指標能夠完全反映計算機系統的全部性能,每一個都只是代表性能的一個方面,比如數據處理性能、系統軟件性能、浮點性能,或者科學工程計算的性能等。
“HPCG”、“HPL-AI”和“TOP500”的排名結果已於6月28日在2021ISC高性能計算大會上公佈。據富士通官方網站消息,“Graph500”將於7月1日公佈。
“HPL-AI”由“TOP500”榜單發起人、美國工程院院士Jack Dongarra發起,該標準使用混合精度的LU分解評估智能超級計算機的性能,是一種AI超算基準測試方法,可以更好展現超算的AI性能。
HPCG(High Performance Conjugate Gradient)由Jack Dongarra等發起,是關於高性能共軛梯度處理速度的排名,主要用來衡量超級計算機在解決實際問題時的能力。它使用更複雜的微分方程計算方式,來全面衡量超級計算機的性能。與Linpack基準測試相比,HPCG的測試原理更加接近真實的工程場景與行業應用,除關注運算速度之外,它還會在計算性能、內存性能以及網絡延遲等多個元素之間進行綜合考量。
“Graph500”由美國聖地亞國家實驗室發起,主要評估超算系統遍歷超大規模數據結構的能力。在2020年11月公佈的榜單中,我國的“神威·太湖之光”超級計算機為“Graph500”排行榜單第二名。
“TOP500”由國際TOP500組織發布,是世界超級計算機最權威的排名機構之一。榜單以LINPACK的執行性能為指標,對世界上最快的計算機系統500強進行排名和評估。其通過對超級計算機採用高斯消元法求解一元N次稠密線性代數方程組的測試,評價高性能計算機的浮點計算性能,根據測試值高低排名。在此基準測試中獲高分需要長時間進行大規模的測試,因此,LINPACK通常被認為是計算能力和可靠性的綜合指標。
在最新發布的“TOP500”榜單中,富嶽每秒可以計算44.201 TFlop,是排名第二的美國橡樹嶺國家實驗室超算“Summit”(14.86 TFlop)的約3倍。我國的“神威·太湖之光”超級計算機位列第四,每秒可以計算9.30146 TFlop。TOP500榜單中,中國超級計算機共192台(上一次221台),美國為122台(上一次113台)。
“富嶽”超算系統基於富士通定制的ARM A64FX處理器,擁有158976個節點,4.85PB總內存,163PB/s內存帶寬,15.9PBNVMeL1存儲。“富嶽”超級計算機是2019年退役的超算“京”的後續機型,由日本理化學研究所和富士通公司共同開發,已用於新冠病毒飛沫飛散模擬和治療藥探索等。此外,“富嶽”也應用於提高氣象預報和全球變暖預測精確度的研究。
日本科研人員就曾使用“富嶽”,將傳染性較強的新冠病毒變異毒株(Delta)與原始毒株的傳播風險進行了模擬計算和比較。日本科研人員發現,最早在印度被分離出的德爾塔(Delta)毒株傳染性為原始毒株的2.5倍。